元宇宙 投資(元宇宙行業專題研究:元宇宙投資，半導體先行)

（報告出品方/作者：華泰證券，黃樂平）

1 元宇宙投資，半導體先行

我們認為，一個技術成熟、穩定運轉的元宇宙仍需要 5-10 年的軟硬件基礎設施建設。人們 理想中的元宇宙指一個脫胎于現實世界，又與現實世界平行、相互影響，且始終在線的虛 擬世界，能夠為用戶提供沉浸式娛樂體驗和內容社區綜合體。當前我們仍然處于元宇宙的 概念期，離這樣的設想仍然十分遙遠。想要建成這樣一個成熟的虛擬世界仍然需要持續的 5-10 年的基礎設施建設。

基礎設施建設主要聚焦于互操作系統、價值結算系統、信息基礎設施、內容生產系統四個 方向。我們認為元宇宙世界將由包括應用、治理、身份、激勵的一系列要素構成，而這些 要素都需要建立于基礎設施上，未來主要建設方向包括互操作系統（ARVR 終端）、價值結 算系統（區塊鏈）、信息基礎設施（數據中心、云計算、通信光模塊、邊緣計算）、內容生 產系統（游戲引擎等）四個方向。

4G 時代設備商、手機終端等板塊建設率先進行。回顧 4G 時代，從產業鏈角度看，歷史上 板塊發展順序依次為設備商（華為、愛立信、中興、諾基亞），手機終端（華為、蘋果）， 電信服務（中國通信、中國聯通）與移動互聯網應用（騰訊、阿里巴巴、京東、百度）。

半導體需求隨 4G 普及持續擴張。引領生活方式發生改變的是科技硬件的持續創新和隨之而 來的半導體需求的不斷擴張。過去五年，隨著 4G 的普及，移動互聯網平臺的成熟，以及 5G+AI 的不斷滲透，無線通訊與計算機領域半導體銷售額持續大幅增長。根據 IDC，2016 年全球半導體行業銷售額約 3,384 億美元，2021 年達 5,224 億美元，CAGR 為 9%。

類比 4G 時代，我們認為元宇宙相關硬件基礎設施如引擎和芯片、VRAR 終端發展也將率 先開始，帶來半導體需求的繼續擴張。類比 4G 時代，我們認為元宇宙產業鏈板塊的發展順 序將會為軟硬件設備商（英偉達，高通，Epic，Unity），VRAR 終端（蘋果，Meta），元宇 宙平臺（微軟，字節跳動，Meta，騰訊），以及元宇宙應用（微軟，騰訊，Keep，Meta 等）。 硬件基礎設施和 VRAR 終端的率先鋪開將顯著帶動半導體需求，根據我們測算，2021-2030 年間，全球半導體市場仍會維持 5%左右的復合增速。

具體來看，元宇宙對計算/近眼顯示/人機交互/通信四個方向提出了全新的需求。我們認為元 宇宙的底層核心技術包括 AI/區塊鏈/通信技術/硬件接口。隨著各類技術的持續投入和元宇宙 應用拓展，從信息硬件基礎設施角度來看，分別對高新能計算/近眼顯示/人機交互/通信四個 方向提出了全新的需求：需要高性能計算作為底層基礎設施支撐生產出高質量的虛擬內容， 需要的高帶寬、靈活調度的通信能力支持內容高速率低時延的傳輸，需要多樣化的傳感器為 人機交互和內容生產提供海量數據，需要高性能的近眼現實屏幕提供更具有沉浸感的體驗。

對應微處理器、無線通訊芯片、傳感器、顯示相關半導體投資機會。與 4G/5G/ AI 時代一 致，元宇宙終端需求的升級也將帶動半導體應用的擴張，顯示、微處理器、無線通訊芯片、 傳感器等行業國內外廠商都將迎來成長機會。

方向 1：元宇宙有望大幅提升 AI、圖像渲染、區塊鏈需求

在深度學習理論等算法，大數據，以及 GPU 等新芯片架構的發展的推動下，過去幾年高 性能計算實現質的飛越。而元宇宙虛擬和現實的創作和體驗也需要高性能計算作為底層基 礎設施支撐。元宇宙推動下，數據中心作為計算和存儲的重要硬件設施將有望保持 10%以 上增速，打破周期性波動。算力需求推動 AI 芯片市場持續擴大，國內創業公司有望打破 國際大廠壟斷迎來機遇。游戲作為最接近元宇宙的應用形態，有望通過云游戲的方式將本 地渲染搬移到云端，降低對終端硬件設備算力的要求，將端游體驗推向手游。而我們認為， 云游戲將是一個突破口，未來更多應用的出現都將帶來算力上的龐大需求，從而在形態上 相較過去有新的變化。此外，隨著元宇宙、NFT、Web3.0 的繁榮，區塊鏈技術被廣泛應用， 將會促使 IPFS 帶動存儲需求，從而帶來 SSD 相關的存儲需求。

高性能計算趨勢（HPC）：數據膨脹，算力、算法迭代更新速度加快

根據 OpenAI 測算，自 2012 年以來，全球頭部 AI 模型訓練算力需求 3、4 個月翻一番，每 年頭部訓練模型所需算力增長幅度高達 10 倍。算力革命超越摩爾定律，對應集成電路中的 晶體管數量大約每兩年翻一番。深度學習正在逼近現有芯片的算力極限，人工智能發展正 在進入加速階段。隨著運算規模的不斷擴大，預訓練模型在文本、圖像處理、語音、視頻 等領域實現突破性進展，2020 年 OpenAI 以 1750 億參數的 GPT-3 直接將參數規模刷到千 億級別，而微軟和英偉達在 2021 年 11 月聯手發布了 5300 億參數的 Megatron-Turing 自然 語言生產模型（MT-NLG）再次突破極限，模型進化速度再不斷加快，成為元宇宙的主要支 撐。

英特爾高級副總裁 Raja Koduri 在英特爾 RTC 2021 上表示，理想中元宇宙可供數十億人實 時訪問，因此需要將計算能力從目前最先進水平再提高 1000 倍。現在雖然處在元宇宙旅程的 最初階段，但從開始就會呈指數級增長，并期待在接下來的 5-6 年看到從 1%到 90%的發展。

元宇宙場景下， AI、圖像渲染、區塊鏈成為高性能計算的主要用途。元宇宙所需要達到的 完全沉浸式虛擬環境，要求對底層海量資源調動更加高效。從元宇宙架構上看，芯片、服 務器、區塊鏈等核心資源將充分受益，算力需求將持續擴大。元宇宙在高性能計算方面的 投資機會主要把握三個方向：1）深度學習和機器視覺技術發展程度相對較高，而自然語言 處理技術仍在提升階段，未來在人機交互、語音語義方向的應用將逐步走向成熟，對應 AI 芯片和應用場景落地需求提升；2）相較于傳統場景，元宇宙更注重三維立體效果，需要應 用三維建模、圖形渲染等通用技術，隨著所需 GPU 算力提升，類似云游戲的云端渲染可快 速突破硬件限制；3）去中心化趨勢明顯，存儲需求擴大，帶動以太坊日平均算力使用量的 提升。（報告來源：未來智庫）

機會 1： 元宇宙高算力提升數據中心及高計算芯片等基礎硬件需求

數據中心回暖，全球超過 400 億美金市場，是支撐元宇宙發展的重要基礎設施。目前數據 中心成為主要的 AI 算力落腳點，主要承載元宇宙新應用所需的計算、存儲等需求，以支 撐虛擬世界和現實世界的融合。根據 Factset 一致預期，Meta、蘋果、谷歌及微軟四者合 計資本開支 2021/2022 年有望分別同比增長 24%/22%，其中 Meta 擬加碼在元宇宙、數 據中心等領域的投入，2022 年資本開支同比增幅預計達 52%（2021E：+26%）。下游資 本開支拉動數據中心呈現快速發展趨勢，預計 NVIDIA、Intel 和 AMD 三家公司在數據中心 方面的收入在 2022 年將接近 450 億美元，年平均增速將保持在 10%以上。

在 AI 元宇宙等新應用推動下，數據中心用高計算芯片(HPC)也呈現加速發展趨勢。服務器 和數據中心用的處理器芯片市場規模不斷增長，目前計算仍主要依賴 CPU。隨著 AI 算力 需求的提升，數據中心算力呈現多樣化趨勢，主要用于 AI 計算的 GPU 或 ASIC 占比不 斷提升。據我們測算，目前全球服務器 GPU 占據服務器級處理器的市場份額小于 20%， 預期未來三年 CAGR 約為 25%。目前我們看到，一方面英偉達等龍頭廠商正積極從計算 芯片提供商，向元宇宙和人工智能軟件平臺提供商拓展。另一方面，中國也出現了大量創 業公司致力于 AI 芯片設計。這些企業通過和客戶合作克服英偉達的軟件壁壘，長期有望在 快速擴大的 AI 芯片市場取得一定份額。

機會 2：元宇宙將端游體驗推向手游，推高渲染相關 GPU 用量

目前全球移動端游戲用戶已經成長為PC端游戲用戶人數的兩倍，伴隨游戲向重度游戲發展， 對于硬件設備的性能要求愈發提高，硬件配置成為玩家獲得優質游戲體驗的一大門檻。過去 十年間手機芯片算力從 iPhone4 的 3GFLOPS 提升至 iPhone13 的 1224GFLOPS，與 PC 顯 卡算力差距保持 40 倍左右。云游戲將端游體驗帶動終端，強調將大量渲染所需算力從本地遷 移到云端，可快速實現硬件設備的限制，用手機即可流暢運行 3A 大作；同時云游戲的高同步 性使得在各個終端獲得“無縫切換”的游戲體驗，無需下載，點開即玩。云端服務器也能更 好地對游戲所需算力進行充分分配，減少冗余算力消耗，節約了整體成本。作為元宇宙最早 實現的載體，未來云游戲將在算力聚合、音視頻整合計算雙向傳輸等方向不斷完善。

機會 3：分布式記賬和存儲：以太坊生態加速繁榮，催生存儲需求

區塊鏈作為元宇宙的基礎設施之一，具有去中心化，安全，可信等特點。其中與元宇宙聯 系最緊密的當屬以太坊，歷經 6 年發展，以太坊已然成為最重要的區塊鏈基礎設施之一。 從 2015 年以太坊網絡啟動到 2020 年以太坊 2.0 上線，以及 2021 年的持續發展。以太坊 經歷 The DAO 事件、企業級以太坊聯盟成立、ICO 泡沫、DApp 游戲熱潮、DeFi 興起、 NFT 興起等多個關鍵節點，其公平性、靈活性、簡潔性等特點組件深入人心，大量企業開 始基于以太坊開發應用。同時以太坊也在致力于從 PoW（工作量證明）切換到 PoS（權益 證明），屆時全網能耗將降低至少 99.95%，進一步推動以太坊生態繁榮。

以太坊 DApp 變化明顯，NFT 占據榜首。DApp 是基于區塊鏈的去中心化應用，截止 2022 年 1 月 10 日，全球 DApp 總數達到 3853 個，其中 2903 個基于以太坊，占比高達 75.3%。 DApp 生態也在朝著多樣化方向發展，Top10 排行榜中，由 2020 年的金融、交易所為主發 展到 2021 年 NFT、金融、DeFi、游戲、交易所等多種類別共同發展。其中 NFT 交易平臺 OpenSea 占據榜首。

NFT 支撐元宇宙數字資產確權。NFT 全稱 non Fugibletoken，中文一般翻譯為“非同質化 通證”。是基于區塊鏈發行的數字資產，其產權歸屬、交易流轉都被記錄在了不可篡改的分 布式賬本上。未來，萬物皆可 NFT。無論是藝術品、收藏品、游戲道具、域名、門票，還 是任何具有獨特性的財物，都可以通過上鏈成為 NFT。NFT 的出現，讓元宇宙中每個人都 可以輕易擁有數字物品的所有權。NFT 不僅有唯一、不可篡改、永久保存的特點，最主要 是解決了數字物品的產權確權和交易流轉等問題，從而擴大了流通范圍，進而提升了流動 性。同時隨著 NFT 的興起，也帶來了相關的存儲需求。

IPFS 催生存儲需求。從用戶被動接受內容的 Web1.0 到用戶參與創建互聯網內容的 Web2.0， 流量入口與利益分配均被各個互聯網巨頭公司把控。同時作為一個中心化系統，在出現安 全漏洞時，服務器這個中心節點出現單點故障的影響也會波及到整個用戶群。作為元宇宙 搭建的重要一環，Web3.0 是一個去中心化的網絡形式，每一個人都是網絡建設的參與者， 數據去中心化存儲、無法篡改、信息加密等特點。相比于中心化存儲更加安全，可信。同 時作為 Web3.0 數據存儲的核心技術，IPFS(星際文件系統)是一個基于區塊鏈的分布式存儲 系統。NFT 相關的文件，如藝術品的圖片文件，也可存儲在 IPFS 網絡上。

在傳統的中心化存儲系統上，用戶上傳和下載數據均與服務器進行交互。而在 IPFS 上，用 戶上傳和下載數據會與整個網絡上的眾多節點進行交互。在存儲用戶上傳的數據時，相同 數據只會存儲一次，這一點與傳統的百度云等網盤節省空間的策略相同。但為了擺脫中心 化系統所帶來的風險，IPFS 需在多個節點上復制相同的數據文件，以保證當部分節點下線 之后文件依然安全且在線。我們認為未來隨著元宇宙、NFT、Web3.0 的繁榮，將會促使 IPFS 帶動存儲需求，帶來 SSD 相關的存儲需求。

方向 2：近眼顯示成為新增長點

大尺寸顯示領域目前以 LCD 為主，2020 年全球市場規模約為 690 億美金。21 世紀 LCD 逐漸取代 CRT 成為大尺寸顯示市場的主導技術。LCD 較 CRT 在成像質量和體積等方面存 在明顯優勢，目前仍然是電視、PC 等大尺寸領域的主流顯示技術。根據 Omdia 的數據， 2020 年大尺寸顯示市場規模達 690 億美金，LCD 出貨量份額占比達 98.9%，主要廠商及 對應份額為京東方（27.0%）、群創光電（15.1%）、LGD（13.9%）、友達光電（13.6%）、 TCL（5.6%）等。

OLED 在小尺寸顯示領域中的滲透率不斷提升，2020 年全球智能手機顯示市場規模為 430 億美金。LCD 是小尺寸領域最早的顯示技術，三星于 2010 年發布第一款搭載 OLED 屏幕 的手機，由于其質量體積、對比度及色彩表現較 LCD 更好，且具備可彎曲的特點，OLED 在智能手機中的地位迅速提升，蘋果在 iPhone X 首次采用 OLED 屏幕后沿用至今。目前 OLED 屏幕被廣泛應用于智能手機、智能手表、筆記本電腦、VR 等設備。根據 Omdia 的 數據，2020 年全球智能手機顯示市場規模達 430 億美金，2021 年搭載 OLED 的智能手機 出貨量占比約 39.9%，Omdia 預計 2025 年將增長至 43.8%，目前智能手機面板廠商主要 包括三星、京東方和 LGD 等，2020 年按營收市場份額分別為 50/15/8%。

微顯示領域存在較大成長潛力，將成為全球顯示行業新增長動能。微型顯示器指具有微型 尺寸（小于 1 寸）和足夠分辨率（4K、8K）的小型化顯示單元，主要技術包括 LCoS、DLP、 LCD、硅基 OLED 及 Micro LED 等。由于其尺寸小、便攜性等特點主要用于近眼式顯示系 統和投影顯示，在軍事、VR/AR、工業、安防、醫療等領域有廣泛的應用。根據 QY Research 的數據，2020 年全球微顯示市場規模為 7.3 億美金，與大尺寸及小尺寸市場規模相比仍然 較小。由于 TV、PC、智能手機等傳統顯示應用領域為成熟市場，其市場規模增長較為緩慢， 微顯示領域作為新興市場，有望借 VR/AR 的快速放量實現高速增長，根據 IDC 的數據，2020 年全球VR/AR出貨量分別為555/29萬臺，我們預計2025年將分別增長至5,000/500萬臺， CAGR 分別為 55%/77%。我們認為微顯示將是未來顯示行業的新增長動能。我們觀察到索 尼、eMagin、奧雷德、合肥視涯、三安光電等廠商正在微顯示領域大力布局。

VR 顯示：Fast-LCD 是目前主流，硅基 OLED 有望在蘋果 MR 實現商用

Fast-LCD 為當前 VR 主流顯示技術。VR 顯示系統主要包括光學透鏡及近眼顯示屏，光學 凸透鏡作用在于增大視角、將顯示屏的畫面放大、增強立體效果。早期由于沒有 VR 專用顯 示方案，OLED 脫穎而出，2016 年推出的 Oculus Rift 和 HTC Vive 均采用雙 AMOLED 方 案，OLED 為自發光原理，其響應速度較快，可有效減少畫面延遲，同時對比度優異，但 缺點在于分辨率不足而造成“紗窗效應”，同時成本較高。2020 年 Oculus Quest 2 推出， 采用單塊 Fast-LCD 方案替代上一代 Quest 的 OLED 方案，明顯改善分辨率不足的問題， 同時具備低成本的優勢，響應時間上也能基本滿足市場需求，目前已成為 VR 主流顯示技術。

Fast-LCD 技術仍有痛點，中短期硅基 OLED 有望逐步成為主流顯示技術。Fast-LCD 作為 被動顯示技術，痛點在于質量較重且體積大，并且在對比度、視角、功耗、響應速度等方 面仍存在不足，無法完全滿足現有 VR 需求。硅基 OLED 采用成熟集成電路 CMOS 工藝， 并結合了 OLED 技術的優點，相比于 Fast-LCD 具有 1）輕薄；2）高分辨率（4K-8K）；3） 高對比度（100,000:1）；4）低功耗；5）工作溫度范圍寬（-50~70 攝氏度）；6）響應速度 快等優勢。我們預計硅基 OLED 有望在蘋果 MR 實現商用，中短期來看硅基 OLED 滲透率 將會提升，有望取代 LCD 成為 VR 主流顯示技術。eMagin 預計 2025 年采用硅基 OLED 方 案的 VR/AR 設備出貨量占比將超過 40%。

硅基 OLED 普及可能會大規模推高全球硅片用量。按照 1 寸大小的硅基 OLED 計算，一片 12 寸晶圓約可切割 100 片硅基 OLED，若一副 VR 眼睛采用雙硅基 OLED 屏幕的方案，5,000 萬臺 VR 銷量將消耗 10 萬片/月的 12 寸晶圓產能。根據中芯國際 2021 半年報，截至 1H21 底，等效 12 寸產能約為 24.96 萬片/月。由此可見，若 VR/AR 快速放量，且硅基 OLED 逐 步成為其主流顯示技術，將大幅推高全球硅片用量。

AR 顯示：多種技術處于研發階段，Micro LED 被寄予厚望

AR 顯示系統較 VR 更加復雜，技術路線眾多。AR 顯示系統主要涉及微顯示屏、光機、透 鏡組及鏡片等器件，微顯示屏作為圖像源器件，由其產生圖像后投射到分光棱鏡后通過 Prism、Free-space、birdbath、光波導等光學顯示器件中，再經反射進入人眼，鏡片同時 也透過自然光使得人眼能看到真實世界，從而為用戶展現虛擬影像與真實世界相結合的場 景。當前主流技術及代表產品為 LCoS（Hololens 1）、DLP（Vuzix Blade）、LBS（Hololens 2/3）和硅基 OLED（Epson VM-40）等。

LCoS、DLP 等當前主流 AR 顯示技術均存在明顯弊端，Micro LED 被寄予厚望。LCoS 是 AR 早期的顯示技術，具有明顯的局限性，例如對比度低、必須和 PBS 配合使用而限制了整 體光機的小型化和輕量化進程、低溫下無法工作等，2018 年以后 LCoS 正逐漸淡出微顯示領 域。DLP 存在設計難度大、結構復雜、生產成本高、體積大等劣勢，且德州儀器幾乎壟斷該 技術。LBS 技術較 LCoS 等在對比度、響應時間具備優勢，但其限制在于分辨率低且顯示質 量一般。硅基 OLED 具有 LCoS 分辨率高、功耗低的優勢，還彌補了 LCoS 對比度較低、極 低溫下無法工作、體積較大的缺陷，在市場上有對 LCoS 逐步替代的趨勢，但是由于亮度劣 勢，不足以滿足戶外 AR 場景，同時成本較高。我們認為 Micro LED 將是 AR 顯示的最佳解 決方案，2021 年 OPPO、Vuzix 等公司相繼推出 Micro LED 的 AR 顯示解決方案。

Micro LED 較現有技術具有超高亮度（1000,000nits）、超高對比度（100,000:1）、低功耗、 自發光、工作溫度寬、結構簡單、壽命長等廣泛優勢。Micro LED 是一種基于微型發光二 極管（LED）的新型自發光顯示技術。顯示原理為將 OLED 中的有機自發光二極管替換成 無機材料的 LED 燈珠，并將 LED 結構薄膜化、小型化（像素級）、矩陣化，并在一個芯片 上高度集成的固體自發光顯示技術。Micro LED 顯示具有自發光、高發光效率、低功耗、高 亮度、壽命長、高對比度等優點，被市場認為是中長期的主流顯示技術。此外，Micro LED 的響應速度極快（納秒級別）、能夠在超小尺寸下實現超高分辨率、設計結構簡潔等特點使 得其為 AR/VR 設備未來的最優屏幕選擇。

Micro LED 的發展瓶頸在于良率低帶來的高成本，巨量轉移、全彩化等技術問題尚未解決。 Micro LED 的生產包括芯片和背板制造、巨量轉移、接合、驅動和檢測維修等環節，由于其 晶粒尺寸在微米級，生產單個成品即需要處理數百萬甚至數千萬晶粒，對技術的效率和良 率提出了極為嚴苛的要求，制造完成后需要將微米級的晶粒轉移到驅動電路基底上，現有 技術水平還無法滿足其量產需求。Micro LED 晶粒的發光效率、波長一致性和良率也尚未達 到 MicroLED 彩色化顯示的要求。由于技術難題及成本原因，現有搭載 Micro LED 屏幕的 產品價格高昂，2020 年三星推出的 4K 110 寸 Micro LED 電視報價達 1.7 億韓元（102.5 萬元）。（報告來源：未來智庫）

方向 3：交互方式拓展帶來傳感器增量機會

人機交互方式隨著計算平臺的變革而迭代，持續向人類本能交互方式進化。主機時代，人 機交互需要通過鍵盤，鍵入文本命令來實現交互，這要求使用者記住大量的命令語言，門 檻很高。伴隨著圖形界面和鼠標的出現，計算機進入個人 PC 時代，通過使用鼠標加鍵盤， 結合“點/敲擊、滾動、拖拽”等動作，使用者可向電腦發布指令以實現互動。而在手機時 代，伴隨交互平臺從按鍵手機向觸摸屏手機發展，人機交互模式則經歷了從“實體按鍵+按 鍵輸入”（按鍵輸入）到“觸摸屏/虛擬按鍵+輕拍/滑動/縮放”（觸控輸入）的轉變。

元宇宙時代，VR/AR 或成為新一代計算平臺，交互方式不斷豐富。VR 設備為用戶帶來虛 擬世界中的沉浸式交互體驗；AR 設備則通過將虛擬對象“疊加”到現實世界中，為用戶帶 來真實世界和虛擬世界相融合的交互感受。相較于 PC 和手機，VR/AR 設備在交互模式上 有以下變化：

1) 屏幕互動轉向空間互動。無論是 PC 還是智能手機，人們都只能和虛擬世界實現基 于顯示屏的 2D 畫面互動，而 VR/AR 設備通過使用計算技術構建三維場景，可為用 戶提供基于立體空間的 3D 交互。

2) 從 CLI、GUI 交互轉向 NUI 交互。相較于主機的命令行界面（CLI，Command Line Interface）和個人 PC 及手機的圖形界面（GUI，Graphical User Interface），VR/AR 設備使用自然用戶界面（NUI，Natural user interface），通過手勢、眼動等一系列更 加自然的人機交互。

ARVR 設備以后，腦機接口技術可能成為下一代人機交互技術，交互方式向更微觀的肌電、 神經電等方向發展。目前，Neuralink、Ctrl-labs 等公司均已積極布局腦機接口領域，對大 腦的認知已經有了一定的積累。對于這些公司來說，對大腦結構和其對應的功能的認知、 以及電極等材料學上的研發是技術核心。雖然這些公司已經對這些核心技術有了初步應用， 腦機接口平臺的成型仍需要長時間的等待。

交互方式的升級，需要更多樣信息的支撐。隨著人機交互由 2D 走向 3D，交互方式逐漸多 樣化，向人類本能發展，手勢交互、姿勢交互、眼動交互、語音交互，甚至結合生物信號、 周圍環境交互的方式不斷進化，這對更多種類的信息提出了要求，用戶運動類、生物類信 息，以及其他環境信息都將為人機交互提供底層支持。

大量信息需求為運動類、生物類、環境類各型傳感器提供增量機會。當前蘋果手機、手表 廣泛運用多種運動、生物型傳感器，與之對比，VR 爆款產品 Oculus quest 2 頭顯僅搭載了 4 顆黑白攝像頭，手柄配備了兩組陀螺儀加速度計傳感器。未來，為實現更深度沉浸和更便 捷交互，測距攝像頭、眼動追蹤攝像頭、精細化壓力傳感器，甚至生物型、環境型傳感器， 都將逐漸配備。

機會 1：追蹤模式升級，攝像頭種類、數量持續提升。當前主流 VR 設計大都搭載了 4 顆黑 白攝像頭用于追蹤頭手 6DoF 移動。未來，為實現眼動追蹤和全彩混合現實功能，眼動追 蹤攝像頭、全彩攝像頭、ToF 攝像頭等都可能將在頭顯上搭載。

機會 2：3D 重建、全身動作捕捉帶來更多傳感器應用需求。為了在虛擬世界中精確重構現 實空間與物品， iToF、雙目、dToF、LiDAR、工業三維測量技術等 3D 感知視覺技術應用 空間廣闊。同時，各類全身動作捕捉技術也都需要傳感器的支持。比如通過讀取神經肌肉 信號和運動慣性信號的動作捕捉裝置，需要肌電圖（EMG）傳感器、機械肌圖（MMG）傳 感器、超聲肌圖（SMG）傳感器以及加速計、陀螺儀、磁強計、振動傳感器配合工作；而 紅外追蹤等裝置也需要配備紅外光、無線電磁發射和接收器的支持。

機會 3：視覺、聽覺、觸覺、溫覺多重沉浸為傳感器打開想象空間。為了提供更具有臨場感 的沉浸式體驗，視覺、聽覺、觸覺、溫覺等對傳感器提出了不同要求。比如沉浸聲場要求 音頻跟隨著場景變化和人的運動進行切換，精細化觸覺手套要求能夠讀取人手部動作與壓 力，并根據虛擬場景進行反饋。每一類沉浸式模擬都對傳感器和對應的執行器打開了想象 空間，也提出了全新要求。

機會 4：“元宇宙+健康”為生物型傳感器帶來機會。Meta 等在游戲、社交、辦公之外，同 樣為消費者規劃了“健康+健身”相關應用。參考 Apple Watch，為實現血氧、心率甚至血 糖的非侵入式測量，需要搭載各類 LED、晶體電極、光電二極管傳感器。我們認為未來隨 著“健康+健身”類應用的發展和人們各類生物信息，如血壓、心率、體溫在內容加工中的 應用，生物型傳感器也將迎來成長機會。

方向 4：元宇宙時代光模塊和邊緣計算有望迎來快速增長

通信是元宇宙發展的重要基礎設施。針對元宇宙“低時延、沉浸感”的特征，5G 的高速率低 時延支持元宇宙的大量應用創新。未來 6G 時代網絡與計算深度融合發展，將實現云邊端的 高效協同，為用戶帶來極致體驗。光模塊作為傳輸的基礎，將從 400G 向 800G 迭代以滿足 網絡帶寬的持續增長及實現網絡架構的平穩過渡；邊緣計算則作為算力的主要承擔部分， 根據 GIA 的數據，全球市場規模將從 2020 年的 34 億美元增長至 2026 年的 152 億美元。

5G 融合云邊端構筑構建計算網絡基礎設施，助力 VR/AR 行業普及

通信是支持元宇宙發展的重要基礎設施。移動通信自 20 世紀 80 年代發展以來，經歷了 1G 的模擬語音時代、2G 的數字語音時代、3G 的圖像網絡時代、4G 的視頻網絡時代，到如今 的 5G 萬物互聯時代，傳輸速率提高的同時也豐富了應用場景。5G 時期峰值速率可達數十 Gbps，提供了 eMBB（增強移動寬帶），mMTC（大規模物聯網）及 URLLC（低時延高可 靠連接）三大場景。

5G 的高速率在網絡上保障了 VR/AR 數據傳輸的穩定性。5G 提供 1Gbps 的用戶體驗速率、 數十 Gbps 的峰值速率，相比 4G 實現了近百倍的提升。大寬帶、高傳輸速率有利于 8K 及 以上超高清內容的實時傳輸和播放，有效解決當前 VR/AR 因網絡傳輸速率低所導致的內容 質量不佳、畫面不清晰問題，可極大提升用戶的沉浸感和使用體驗。

5G 低時延減少了 VR/AR 眩暈等難題。5G 能夠提供 1ms 的空口時延及 ms 量級的端到端時延。5G 通過將用戶面網元及 業務處理能力下移到網絡邊緣，實現了分布式的業務流量本地處理，避免了流量的過度集 中，從而大大降低了對核心機房和集中網關的規格要求。同時邊緣計算也縮短了回程網絡 的距離，降低了用戶報文的端到端傳輸時延和抖動，使得云 VR 等超低時延業務在移動網絡 的部署成為可能，減少因時延而導致的用戶眩暈等問題。

“通信網絡”向“算力網絡”演進以實現云邊端高效協同。元宇宙對算力提出了更高的要 求，為了滿足未來網絡新型業務以及計算輕量化、動態化的需求，網絡和計算的融合已經 成為新的發展趨勢。6G 網絡將對內實現計算內生，對外提供計算服務，重塑通信網絡格 局。在網絡和計算深度融合發展的大趨勢下，網絡演進的核心需求需要網絡和計算相互感 知，高度協同，算力網絡將實現泛在計算互聯，實現云、網、邊高效協同，提高網絡資源、 計算資源利用效率，進而實現實時準確的算力發現、服務靈活動態調度、用戶體驗一致性。

光模塊及邊緣計算在元宇宙推動下快速增長

超大帶寬發展下光模塊向 800G 迭代。光模塊作為云-邊-端高速網絡傳輸的基礎，為了滿足 元宇宙下網絡帶寬的持續增長及實現網絡架構的平穩過渡，未來將由 400G 向 800G 硅光模 塊迭代。根據中際旭創官網，公司將根據產品類型和客戶需求，在 2021 年第四季度或 2022 年第一季度陸續進行 800G 產品的批量生產。根據 LightCounting 的數據，如果全球局勢能 夠保持穩定，預計光模塊市場將從 2020 年的 80 億美元增加到 2026 年的 145 億美元，CAGR 達 10.42%。

算力網絡下邊緣計算市場快速增長。傳統的集中式云計算受到帶寬及計算資源的限制，隨 著計算和存儲等資源下沉至邊緣節點，未來的網絡架構將更趨于分布式邊緣計算，各科技 巨頭紛紛布局。亞馬遜于 2019 年發布 AWS Local Zones 及 Wavelength 兩個新型云基礎 架構模型，使數據處理更接近邊緣；微軟于 2020 年初推出了 Azure Edge Zones，以擴大 其在邊緣計算領域的影響力。未來在元宇宙時代算力快速增長的推動下，邊緣計算的需求 將持續增長。根據 GIA 的數據，全球邊緣計算市場規模在 2020 年達到 34 億美元，預計 2026 年將達到 152 億美元，2020-2026 年 CAGR 達 28%。

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精選報告來源：【未來智庫】。未來智庫 - 官方網站